RU2163503C1

RU2163503C1 - Filter for cleaning petroleum products

Info

Publication number: RU2163503C1
Application number: RU99125704A
Authority: RU
Inventors: В.П. Коваленко; В.В. Мороз; В.Э. Экперов; В.В. Лебедев
Original assignee: Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2001-02-27

Abstract

FIELD: cleaning petroleum products by filtering at alternate regeneration of filter elements. SUBSTANCE: proposed filter has housing with lower chamber, main chamber and upper chamber. Main and upper chambers are provided with stacks of disk filter elements; filter elements are separated in sectors and are located on permeable casing having central chambers through which two-section distributor passes. This distributor is provided with longitudinal passages for alternate flushing of sectors. Flow flushing one column of sector stack in countercurrent enters next chamber where it is filtered by external surface of second stack. Flow of filtered product from main chamber flushes external side of second stack also in countercurrent. Contaminants and water are discharge from upper chamber. EFFECT: enhanced operational efficiency of filter. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к средствам для очистки нефтепродуктов фильтрованием с возможностью регенерации фильтрующих элементов. The invention relates to means for refining petroleum products by filtration with the possibility of regeneration of filter elements.

Известен фильтр для очистки нефтепродуктов, включающий корпус, в котором установлен пакет дисковых фильтрующих элементов, расположенных по длине проницаемого кожуха, в центральном отверстии которого размещен распределитель с возможностью пропускания потока нефтепродуктов через внутреннюю поверхность элементов для всех секторов, кроме одного, и при пропускании нефтепродуктов через этот сектор в обратном направлении, что является их промывкой (патент Российской Федерации N 2048859, опубл. 27.11.95, БИ N 33). В данном случае осуществляется промывка фильтрующих элементов частью очищаемых нефтепродуктов, что позволяет существенно увеличить срок работы фильтра. Однако в данном случае значительная часть очищаемого потока (до 15-25%) должна подвергаться повторной очистке. A known filter for cleaning oil products, including a housing in which a package of disk filter elements is installed located along the length of the permeable casing, in the central opening of which there is a distributor with the ability to pass the flow of oil products through the inner surface of the elements for all sectors except one, and when passing oil through this sector in the opposite direction, which is their washing (patent of the Russian Federation N 2048859, publ. 27.11.95, BI N 33). In this case, the filter elements are washed with part of the refined oil products, which can significantly increase the filter life. However, in this case, a significant part of the stream being cleaned (up to 15-25%) must be re-purified.

Также известен аналогичный фильтр с таким же принципом действия, который при своей работе позволяет более эффективно использовать параметры потока нефтепродуктов, поскольку в осевом отверстии распределителя имеются сложные проточки, повышающие эффективность процесса очистки (патент Российской Федерации N 2046635, опубл. 27.10.95, БИ N 30). Однако и в данном случае имеется значительный перерасход нефтепродукта, который направляется на дополнительное фильтрование. A similar filter with the same principle of operation is also known, which during its operation allows more efficient use of the oil product flow parameters, since there are complex grooves in the axial bore of the distributor that increase the efficiency of the cleaning process (Patent of the Russian Federation N 2046635, publ. 27.10.95, BI N thirty). However, in this case, there is a significant overspending of the oil product, which is sent for additional filtering.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции является фильтр для очистки нефтепродуктов, включающий корпус, имеющий нижнюю, основную и верхнюю камеры, в двух последних из которых установлены пакеты дисковых фильтрующих элементов, разделенные на секторы и размещенные на соответствующем проницаемом кожухе с одинаковой проекцией секторов друг на друга по длине кожуха с образованием колонн фильтрации и с образованием внутри соответствующего кожуха центральной камеры, двухсекционный распределитель, проходящий через основную и верхнюю камеры и сообщенный с валом гидромотора, причем каждая секция распределителя размещена в соответствующей центральной камере и имеет продольный канал, при этом секция распределителя, размещенная в основной центральной камере, образует канал между корпусом этой секции и кожухом с возможностью направления потока нефтепродукта из нижней камеры через внутреннюю поверхность всех соответствующих колонн фильтрации, кроме одной, и с возможностью сообщения последней посредством соответствующего продольного канала с верхней камерой, продольный канал секции распределителя которой выполнен с возможностью направления потока нефтепродукта через внешнюю поверхность всех его колонн фильтрации, кроме одной промываемой, с возвратным патрубком. При этом патрубок подачи нефтепродукта сообщен с нижней камерой, а патрубок отвода нефтепродуктов - с центральной (заявка ЕР N 0145552, опубл. 19.06.85, Бюллетень N 85/25). Closest to the proposed design is a filter for cleaning petroleum products, including a housing having a lower, main and upper chambers, in the last two of which are packages of disk filter elements, divided into sectors and placed on the corresponding permeable casing with the same projection of sectors on each other the length of the casing with the formation of columns of filtration and with the formation inside the corresponding casing of the Central chamber, a two-section distributor passing through the main and upper ery and communicated with the shaft of the hydraulic motor, each section of the distributor is placed in the corresponding Central chamber and has a longitudinal channel, while the section of the distributor, located in the main Central chamber, forms a channel between the housing of this section and the casing with the possibility of directing the flow of oil from the lower chamber through the inner the surface of all relevant filtration columns, except for one, and with the possibility of communication of the latter by means of a corresponding longitudinal channel with the upper chamber, longitudinal the channel section of the distributor which is made with the possibility of directing the flow of oil through the outer surface of all its columns of filtration, except for one washed, with a return pipe. At the same time, the oil supply pipe is connected with the lower chamber, and the oil pipe is connected to the central one (application EP N 0145552, publ. 19.06.85, Bulletin N 85/25).

Однако в данном случае поток нефтепродуктов, который производит очистку колонн фильтрации при перемещении верхней секции распределителя, проходит то с внешней стороны фильтрующих элементов, то с их внутренней стороны, что приводит к попаданию загрязнений в выводимый поток продукта и, следовательно, снижает качество фильтрации. However, in this case, the flow of petroleum products, which purifies the filtration columns when moving the upper section of the distributor, passes from the outside of the filter elements, then from their inside, which leads to the ingress of contaminants into the output product stream and, therefore, reduces the quality of filtration.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества фильтрации при одновременном снижении количества повторно обрабатываемого топлива. The objective of the present invention is to improve the quality of filtration while reducing the amount of recycled fuel.

Технический результат, получаемый при решении данной задачи, заключается в повышении эффективности работы фильтра. The technical result obtained by solving this problem is to increase the filter efficiency.

Данный результат достигается за счет того, что в фильтре для очистки нефтепродуктов, включающем корпус, имеющий нижнюю, основную и верхнюю камеры, в двух последних из которых установлены пакеты дисковых фильтрующих элементов, разделенные на секторы и размещенные на соответствующем проницаемом кожухе с одинаковой проекцией секторов друг на друга по длине кожуха с образованием колонн фильтрации и с образованием внутри соответствующего кожуха центральной камеры, двухсекционный распределитель, проходящий через основную и верхнюю камеры и сообщенный с валом гидромотора, причем каждая секция распределителя размещена в соответствующей центральной камере и имеет продольный канал, при этом секция распределителя, размещенная в основной центральной камере, образует канал между корпусом этой секции и кожухом с возможностью направления потока нефтепродукта из нижней камеры через внутреннюю поверхность всех соответствующих колонн фильтрации, кроме одной, и с возможностью сообщения последней посредством соответствующего продольного канала с верхней камерой, продольный канал секции распределителя которой выполнен с возможностью направления потока нефтепродукта через внешнюю поверхность всех его колонн фильтрации, кроме одной промываемой, с возвратным патрубком, при этом патрубок подачи нефтепродукта сообщен с нижней камерой, а патрубок отвода нефтепродуктов - с центральной, на внешней поверхности распределителя в месте соединения его секций выполнен канал с возможностью направления потока нефтепродукта из центральной камеры к внутренней поверхности одной упомянутой промываемой колонны фильтрации пакета дисковых фильтрующих элементов, расположенных в верхней камере, кроме того, центральная камера сообщена гидролинией с входным патрубком гидромотора, а выходной патрубок гидромотора сообщен с патрубком отвода нефтепродуктов или с возвратным патрубком, а верхняя камера снабжена регулируемой запорной арматурой. This result is achieved due to the fact that in the filter for cleaning petroleum products, including a housing having a lower, main and upper chambers, in the last two of which are packages of disk filter elements, divided into sectors and placed on the corresponding permeable casing with the same projection of the sectors each on the other along the length of the casing with the formation of columns of filtration and with the formation inside the corresponding casing of the Central chamber, a two-section distributor passing through the main and upper chambers communicated with the hydraulic motor shaft, each section of the distributor is placed in the corresponding central chamber and has a longitudinal channel, while the section of the distributor located in the main central chamber forms a channel between the housing of this section and the casing with the possibility of directing the flow of oil from the lower chamber through the inner surface of all the corresponding filtration columns, except one, and with the possibility of communicating the latter by means of a corresponding longitudinal channel with the upper chamber, a longitudinal channel the distributor section of which is capable of directing the flow of oil through the outer surface of all its filtration columns, except for one flushed, with a return pipe, while the oil supply pipe is in communication with the lower chamber, and the oil pipe is connected to the central one on the outer surface of the distributor at the junction of its sections, a channel is made with the possibility of directing the flow of oil from the central chamber to the inner surface of one of said washable filtration columns that disc filter elements disposed in the upper chamber, moreover, the central chamber communicates with a hydraulic line of the hydraulic motor inlet and outlet of the hydraulic motor communicates with the oil discharge pipe or to a return pipe, while the upper chamber is provided with adjustable valves.

При этом целесообразно в нижней камере установить сетчатый фильтр. It is advisable to install a strainer in the lower chamber.

На фиг. 1 схематично представлен разрез фильтра, на фиг. 2 и 3 изображены направления потоков нефтепродукта при различных положениях распределителя, на фиг. 4 - разрез фиг. 1 по А-А. In FIG. 1 is a schematic sectional view of a filter; FIG. 2 and 3 show the directions of oil product flows at different positions of the distributor; in FIG. 4 is a sectional view of FIG. 1 to aa.

Фильтр для очистки нефтепродуктов включает корпус 1, имеющий нижнюю 2, основную 3 и верхнюю 4 камеры, в двух последних из которых установлены пакеты 5 и 6 дисковых фильтрующих элементов, разделенные на секторы 7 и размещенные на соответствующем проницаемом кожухе 8 - для пакета 5 и 9 - для пакета 6 с одинаковой проекцией секторов 7 друг на друга по длине кожуха 8 и 9 с образованием колонн фильтрации и с образованием внутри соответствующего кожуха 8 и 9 центральной камеры - соответственно 10 и 11, двухсекционный распределитель 12, проходящий через основную 3 и верхнюю 4 камеры и сообщенный с валом гидромотора 13, причем каждая секция 14 и 15 распределителя 12 размещена в соответствующей центральной камере 10 и 11 и имеет продольный канал 16 для камеры 10 и 17 для камеры 11, при этом секция 14 распределителя, размещенная в основной центральной камере 10, образует канал 18 между корпусом этой секции 14 и кожухом 8 с возможностью направления потока нефтепродукта из нижней камеры 2 через внутреннюю поверхность всех соответствующих колонн фильтрации пакета 5, кроме одной, и с возможностью сообщения последней посредством соответствующего продольного канала 16 с верхней камерой 4, продольный канал 17 секции распределителя 15 которой выполнен с возможностью направления потока нефтепродукта через внешнюю поверхность всех его колонн фильтрации пакета 6, кроме одной промываемой, с возвратным патрубком 19, при этом патрубок 20 подачи нефтепродукта сообщен с нижней камерой 2, а патрубок 21 отвода нефтепродуктов - с центральной камерой 3, а на внешней поверхности распределителя 12 в месте соединения его секций 14 и 15 выполнен канал 22 с возможностью направления потока нефтепродукта из центральной камеры 3 к внутренней поверхности одной упомянутой промываемой колонны фильтрации пакета 6 дисковых фильтрующих элементов, расположенных в верхней камере 4, кроме того, центральная камера 3 сообщена гидролинией 23 с входным патрубком 24 гидромотора 13, выходной патрубок 25 гидромотора 13 сообщен с патрубком 21 отвода нефтепродуктов (не показано) или с возвратным патрубком 19, а верхняя камера 4 снабжена регулируемой запорной арматурой 25. Целесообразно в нижней камере 2 установить сетчатый фильтр 26. The filter for cleaning oil products includes a housing 1 having a lower 2, a main 3 and an upper 4 chambers, in the last two of which are packages 5 and 6 of disk filter elements, divided into sectors 7 and placed on the corresponding permeable casing 8 - for packages 5 and 9 - for package 6 with the same projection of sectors 7 on each other along the length of the casing 8 and 9 with the formation of columns of filtration and with the formation inside the corresponding casing 8 and 9 of the Central chamber - respectively 10 and 11, a two-section valve 12 passing through the main south 3 and the upper 4 chambers and communicated with the shaft of the hydraulic motor 13, and each section 14 and 15 of the distributor 12 is located in the corresponding Central chamber 10 and 11 and has a longitudinal channel 16 for the chamber 10 and 17 for the camera 11, while the section 14 of the distributor, placed in the main central chamber 10, forms a channel 18 between the housing of this section 14 and the casing 8 with the possibility of directing the flow of oil from the lower chamber 2 through the inner surface of all the relevant filtration columns of packet 5, except one, and with the possibility of communication of the last by means of the corresponding longitudinal channel 16 with the upper chamber 4, the longitudinal channel 17 of the distributor section 15 which is capable of directing the oil product flow through the outer surface of all its filtration columns of the packet 6, except for one washed, with a return pipe 19, while the oil supply pipe 20 is in communication with the lower chamber 2, and the pipe 21 for the removal of petroleum products with the Central chamber 3, and on the outer surface of the distributor 12 at the junction of its sections 14 and 15 there is a channel 22 with the possibility of direction along an oil product from the central chamber 3 to the inner surface of one of the washable filtration columns of the packet 6 of disk filter elements located in the upper chamber 4, in addition, the central chamber 3 is connected by a hydraulic line 23 with an inlet pipe 24 of the hydraulic motor 13, the outlet pipe 25 of the hydraulic motor 13 is in communication with the pipe 21 of the drain of petroleum products (not shown) or with a return pipe 19, and the upper chamber 4 is equipped with adjustable stop valves 25. It is advisable to install a strainer 26 in the lower chamber 2.

Фильтр для очистки нефтепродуктов работает следующим образом. Нефтепродукты, например бензин, дизельное топливо или масло, под давлением подают по патрубку 20 в нижнюю камеру 2, в которой может быть установлен сетчатый фильтр 26 для предварительной фильтрации загрязнений. Далее нефтепродукт проходит по каналу 18 и фильтруется всеми колоннами фильтрации пакета 5, кроме одной колонны, как это показано на фиг. 4, причем механические загрязнения и микрокапли воды осаждаются на внутренней поверхности этих колонн фильтрации, а отфильтрованный продукт поступает в промежуток, образованный внутренними стенками основной камеры 3 и внешней поверхности пакета 5 дисковых фильтрующих элементов, после чего выводится по патрубку 21, поступает по гидролинии 23 в патрубок 24 и приводит во вращение гидромотор 13 и соответственно распределитель 12. Часть отфильтрованного нефтепродукта (не более 5%) через внешнюю поверхность оставшейся одной колонны фильтрации пакета 5, как это показано на фиг. 4, проходит в продольный канал 16, тем самым в протовотоке очищая фильтрующую поверхность, т.е. смывая загрязнения и водяные включения, расположенные на внутренней поверхности этой колонны. The filter for cleaning petroleum products works as follows. Petroleum products, such as gasoline, diesel fuel or oil, are fed under pressure through a pipe 20 into the lower chamber 2, in which a strainer 26 can be installed to pre-filter the contaminants. Further, the oil product passes through channel 18 and is filtered by all filtration columns of packet 5, except for one column, as shown in FIG. 4, moreover, mechanical impurities and microdroplets of water are deposited on the inner surface of these filtration columns, and the filtered product enters the gap formed by the inner walls of the main chamber 3 and the outer surface of the packet 5 of disk filter elements, after which it is discharged through the pipe 21 and flows through a hydraulic line 23 to the pipe 24 and drives the hydraulic motor 13 and, accordingly, the distributor 12. A part of the filtered oil product (not more than 5%) through the outer surface of the remaining one filtration column 5 that, as shown in FIG. 4 passes into the longitudinal channel 16, thereby cleaning the filtering surface in a flow-through, i.e. washing away impurities and water inclusions located on the inner surface of this column.

Загрязненный поток продукта проходит по каналу 16 и поступает в верхнюю камеру 4 между внешней поверхностью пакета 6 и внутренней поверхностью камеры 4 (фиг. 2). Под давлением продукт фильтруется через эту поверхность по всем колоннам фильтрации, кроме одной, и при осаждении загрязнений на внешней поверхности пакета 6 очищенный продукт проходит по продольному каналу 17 и поступает в патрубок 19 и при достаточной степени очистки далее сообщается с патрубком 21, откуда полностью отфильтрованное топлива отводится для потребления. С другой стороны по каналу 22 в месте соединения секций 14 и 15 распределителя 12 очищенный продукт с небольшим расходом (его расход не превышает 0,1 расхода по каналу 16) поступает в пространство, образованное внутренней поверхностью одной оставшейся колонной фильтрации пакета 6 и внешней поверхностью секции 15 распределителя 12 и продукт фильтруется, проходя изнутри этой фильтрующей колонны и тем самым в противотоке смывая загрязнения и водяные включения с внешней (рабочей) поверхности этой одной фильтрующей колонны. Таким образом загрязнения и вода накапливаются в камере 4 и периодически при открытии запорной арматуры 25 удаляются из нее. При вращении гидромотора 13 в камерах 3 и 4 периодически одна за другой поодиночке колонна фильтрации, входящая в пакеты 5 и 6 соответственно, подключается к потоку, промывающему его рабочую поверхность - внутреннюю для пакета 5 и внешнюю для пакета 6, и тем самым оптимизирует условия фильтрации, уменьшая ту часть продукта, которую необходимо направлять на регенерацию. Нефтепродукт практически полностью очищается за одно прохождение по фильтру. The contaminated product stream passes through channel 16 and enters the upper chamber 4 between the outer surface of the bag 6 and the inner surface of the chamber 4 (Fig. 2). Under pressure, the product is filtered through this surface through all but one of the filtration columns, and when sediment is deposited on the outer surface of the bag 6, the cleaned product passes through the longitudinal channel 17 and enters the pipe 19 and, with a sufficient degree of purification, is then communicated with the pipe 21, from where it is completely filtered fuel is diverted for consumption. On the other hand, through the channel 22 at the junction of sections 14 and 15 of the distributor 12, the cleaned product with a small flow rate (its flow rate does not exceed 0.1 flow rate through the channel 16) enters the space formed by the inner surface of one remaining filtering column of the packet 6 and the outer surface of the section 15 of the distributor 12 and the product is filtered, passing from the inside of this filter column and thereby washing off contaminants and water inclusions from the external (working) surface of this one filter column in countercurrent flow. Thus, pollution and water accumulate in the chamber 4 and periodically when the shut-off valves 25 are opened, they are removed from it. When the hydraulic motor 13 is rotated in chambers 3 and 4 periodically one by one, one by one, the filtration column included in packets 5 and 6, respectively, is connected to a stream washing its working surface — internal for packet 5 and external for packet 6, and thereby optimizes the filtration conditions , reducing the part of the product that must be sent for regeneration. The oil product is almost completely cleaned in one pass through the filter.

Применение фильтров с фторопластовым покрытием позволяет практически полностью производить удаление не только механических включений из нефтепродукта, но и водяных микрокапель. Применение указанного фильтра для очистки нефтепродукта позволяет с высокой степенью эффективности и малыми затратами производить отделение загрязнений и воды от продукта без его потерь. The use of filters with a fluoroplastic coating allows almost completely removing not only mechanical impurities from the oil product, but also water droplets. The use of this filter for refining petroleum products allows a high degree of efficiency and low cost to separate contaminants and water from the product without loss.

Claims

1. Фильтр для очистки нефтепродуктов, содержащий корпус, имеющий нижнюю основную и верхнюю камеры, в двух последних из которых установлены пакеты дисковых фильтрующих элементов, разделенные на секторы и размещенные на проницаемых кожухах с образованием колонн фильтрации, размещенных одна над другой, кожухи имеют центральные камеры, через которые проходит двухсекционный распределитель, сообщенный с валом гидромотора, в секции распределителя, расположенной в верхней камере, выполнен продольный канал, а в секции, расположенной в основной камере, выполнен продольный канал и между ее корпусом и кожухом - канал для обеспечения возможности направления потока нефтепродукта из нижней камеры на внутреннюю поверхность всех колонн фильтрации, кроме одной промываемой, расположенных в основной камере, и для сообщения промываемой колонны посредством продольного канала с верхней камерой, при этом продольный канал секции распределителя, расположенной в верхней камере, выполнен с возможностью направления потока нефтепродукта на внешнюю поверхность всех колонн фильтрации, кроме одной промываемой, расположенных в верхней камере, к верхней камере присоединен возвратный патрубок, к нижней - подающий патрубок, а к основной - патрубок для отвода очищенных нефтепродуктов, отличающийся тем, что в месте соединения секций в распределителе выполнен канал для направления потока нефтепродукта из центральной камеры на внутреннюю поверхность промываемой колонны, расположенной в верхней камере, основная камера сообщена гидролинией с входным патрубком гидромотора, а его выходной патрубок выполнен с возможностью сообщения с патрубком для отвода очищенных нефтепродуктов или с возвратным патрубком и верхняя камера снабжена регулируемой запорной арматурой для удаления загрязнений. 1. A filter for cleaning petroleum products, comprising a housing having a lower main and upper chambers, in the last two of which are packages of disk filter elements, divided into sectors and placed on permeable casings with the formation of filtration columns placed one above the other, casings have central chambers through which a two-section distributor communicates with the hydraulic motor shaft passes, in the distributor section located in the upper chamber, a longitudinal channel is made, and in the section located in the main For example, a longitudinal channel is made and between its body and the casing, a channel is made for providing the possibility of directing the flow of oil from the lower chamber to the inner surface of all filtration columns, except for one washed, located in the main chamber, and for communicating the washed column through a longitudinal channel with the upper chamber, the longitudinal channel of the distributor section located in the upper chamber is configured to direct the flow of oil to the outer surface of all filtration columns, except for one of the flushing located in the upper chamber, a return pipe is connected to the upper chamber, a supply pipe to the lower chamber, and a pipe for discharging refined petroleum products to the main chamber, characterized in that a channel is made at the junction of the sections in the distributor for directing the oil flow from the central chamber on the inner surface of the wash column located in the upper chamber, the main chamber is communicated by a hydraulic line with the inlet nozzle of the hydraulic motor, and its outlet nozzle is made with the possibility of communication with pat bkom for discharging purified oil or return pipe and the upper chamber is provided with an adjustable shut-off valve for removal of contaminants.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что в нижней камере установлен сетчатый фильтр. 2. The filter according to claim 1, characterized in that a mesh filter is installed in the lower chamber.